Zontrailer - RTC West
advertisement
Didactische installatie PV De zonnetrailer RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 1. Voorwoord ........................................................................................................................................... 3 2. Voorstelling project .............................................................................................................................. 5 3. Technische gegevens van de verschillende onderdelen. ....................................................................... 8 4. 5. 3.1. Zonnepan.......................................................................................................... 8 3.2. Omvormer ...................................................................................................... 13 3.3. Bespreking belangrijkste technische gegevens. ................................................ 15 3.4. Kwh meter en vermogenschakelaar ( automaat) .............................................. 17 3.5. Didactisch schakelpaneel................................................................................. 18 Aandachtspunten en praktische tips bij opstellen van zonnepanelen. .................................................20 4.1. Algemeen........................................................................................................ 20 4.2. Specifiek voor ideaal gebruik van de didactische opstelling. ............................. 20 Theoretische voorbeschouwing. ..........................................................................................................21 5.1. Berekening te verwachten dc spanning en stroom bij in serie geschakelde panelen. .................................................................................................................... 22 5.1.1. 5.1.1. 5.1.2. 5.1.3. 5.1.4. 5.1.5. Spanning en stroom uit 1 rij in serie geschakelde panelen..................................................... 22 Spanning en stroom uit 2 rijen in serie geschakelde panelen. ............................................... 22 Spanning en stroom uit 3 rijen in serie geschakelde panelen................................................ 22 Spanning en stroom uit 4 rijen in serie geschakelde panelen................................................ 22 Besluit ...................................................................................................................................... 23 Praktische wenken en nuttige info. ........................................................................................ 23 5.2. Berekening te verwachten spanning en stroom bij parallel schaken van rijen panelen. .................................................................................................................... 24 5.2.1. 5.2.1. 5.2.2. 5.2.3. 5.2.4. 5.2.5. 6. Praktische proeven. .............................................................................................................................26 6.1. Meten van Dc spanning per rij. ........................................................................ 26 6.1.1. 6.1.2. 6.1.3. 6.1.4. 6.1.5. 7. Spanning en stroom bij 2 rijen parallel geschakeld. ................................................................ 24 Spanning en stroom bij 4 rijen parallel geschakeld. ................................................................ 24 Spanning en stroom bij 6 rijen parallel geschakeld. ................................................................ 24 Spanning en stroom bij alle 12 rijen parallel geschakeld. ........................................................ 24 Besluiten. ................................................................................................................................. 25 Praktische wenken en nuttige info .......................................................................................... 25 Spanning en stroom uit 1 rij in serie geschakelde panelen..................................................... 26 Spanning en stroom uit 2 rijen in serie geschakelde panelen. ............................................... 26 Spanning en stroom uit 3 rijen in serie geschakelde panelen................................................ 26 Spanning en stroom uit 4 rijen in serie geschakelde panelen................................................ 26 Besluit ...................................................................................................................................... 27 Het rendement van zonnepanelen.............................................................. Error! Bookmark not defined. 2 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 1. Voorwoord Een zonnecel is een elektrische cel die lichtenergie omzet in bruikbare elektrische energie. Er zijn twee soorten zonnecellen. De bekendste is de geheel uit vaste stof bestaande fotovoltaïsche cel, die met vele tegelijk wordt gemonteerd in zonnepanelen. De tweede is de foto-elektrochemische cel, welke terug te vinden is in foto-elektrochemische generatoren. Een fotovoltaïsche cel, ook wel PV-cel genoemd, is het bekendste en meest toegepaste type zonnecel. Het belangrijkste onderdeel van een gewone fotovoltaïsche cel is een stuk halfgeleidend materiaal dat een scheidingsvlak tussen p-type en ntype dotering bevat (fotodiode). De elektrische stroom kan maar in één richting door de zonnecel lopen. Als er zonlicht (elektromagnetische straling) op de zonnecel valt, worden er elektronen losgestoten. Die gaan dus in de gewenste richting bewegen. De beweging van alle losgemaakte elektronen samen is de elektrische stroom die door de zonnecel loopt. Om praktisch nut van deze cellen te hebben, worden deze meestal in een zonnepaneel gemonteerd dat dan de naam PV-paneel (Photo-Voltaic) krijgt. Een zonnepaneel levert gelijkstroom. Het kan aangesloten worden op een omvormer om wisselstroom te krijgen. De energie kan meteen gebruikt worden door aangesloten apparaten. Er kan ook een accu mee opgeladen worden. Opslaan op een batterij is enkel nuttig indien er geen netstroom ter beschikking is, bijvoorbeeld voor lichtbakens en signalisatie. Als een PV-paneel op het lichtnet aangesloten is, kan het daar eventueel stroom aan leveren. De wisselwerking tussen eigen opbrengst en terugleveren van overschotten aan het net is veel rendabeler dan opslaan op een batterij. 3 RTC 1.1 Project zonnetrailer, didactische installatie PV Geschiedenis Het 'fotovoltaïsch effect' werd voor het eerst waargenomen in 1839 door de Franse natuurkundige Alexandre-Edmond Becquerel.[1] Het duurde echter tot 1883 voordat de Amerikaanse wetenschapper Charles Fritts dit fenomeen benutte voor het bouwen van de eerste zonnecel. Fritts' zonnecel was opgebouwd uit een halfgeleidend seleen gecoat met een extreem dun, transparant laagje goud. Zijn zonnecel kon slechts 1 procent van het licht omzetten in stroom. In plaats van energieopwekking zoals Fritts zelf voor ogen had vond zijn inefficiënte zonnecel voornamelijk toepassing in de fotografie als belichtingsmeter.[2] Aansluitend maakte de Russisch natuurkundige Aleksandr Stoletov de eerste zonnecel gebaseerd op het principe van het foto-elektrisch effect (eerder in 1885 ontdekt door Heinrich Hertz) waarbij licht direct omgezet wordt in elektriciteit. Het was Albert Einstein die pas in 1905 dit effect wist te verklaren, waarvoor hij in 1921 met de Nobelprijs voor de Natuurkunde werd onderscheiden. De moderne halfgeleider zonnecel op basis van silicium werd in 1941 gepatenteerd door de Amerikaan Russell Ohl, destijds werkzaam bij Bell Labs.[3] In mei 1939 had hij bij toeval ontdekt dat er spontaan een elektrische stroom werd opgewekt in een siliciumkristal wanneer hij dit bescheen met een bureaulamp. De oorzaak bleek een barst in het kristal te zijn, later de pn-overgang genoemd. Zijn pionierswerk op dit gebied zou uiteindelijk leiden tot de uitvinding van de transistor. Voortbouwend op het werk van Ohl werd in 1954 een efficiëntere zonnecel ontwikkeld bij Bell Labs door Gerald Pearson, Calvin Fuller en Daryl Chapin. Door silicium te doteren met arseen bouwden ze een zonnecel die een rendement haalde van 4½ tot 6 procent. Vanwege de hoge productiekosten werden zonnecellen – in eerste instantie – alleen voor speciale toepassingen gebruikt, en dan voornamelijk in de ruimtevaart. Zo was de Amerikaanse satelliet Vanguard I in 1958 de eerste die radiosignalen vanuit de ruimte uitzond met een zonnecel van 1 watt. Pas na de oliecrisis werden in de jaren 1980, op basis van galliumarsenide (GaAs), zonnecellen ontworpen met een rendement van meer dan 20 procent. 4 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 2. Voorstelling project De didactische opstelling werd als volgt samengesteld: 12 rijen pannen met in elke rij 4 pannen uitgerust met een zonnepaneel. In elke rij pannen werden de cellen in serie geschakeld. Per rij komen zowel de plus als de min klem naar voor tot op het didactisch schakelpaneel. 5 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV In het schakelbord werden dan ook alle onderdelen om een zonne installatie in werking te krijgen geplaatst. 6 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV Deze onderdelen zijn de volgende: 1) Kast met dc zekeringen ondergebracht in een scheider. 2) Omvormer ( stecaGrid 500) 3) Zekeringskast met vermogenschakelaar (automaat) en kwh meter voor het meten van de geproduceerde energie. 7 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 3. Technische gegevens van de verschillende onderdelen. 3.1. Zonnepan Heel wat mensen twijfelen om zonnepanelen op hun dak te installeren omwille van esthetische redenen. Sinds enkele jaren biedt een Belgische firma hiervoor een waardig alternatief in de vorm van zonnedakpannen. Zonnedakpannen zijn niet nieuw. Ze werden een vijftiental jaar geleden ontworpen door een Belgisch bedrijf. Het principe is eenvoudig: een synthetische dakpan met fotovoltaïsche cellen zorgt voor de productie van elektriciteit. Zo’n dakpan heeft hetzelfde rendement als een fotovoltaïsch paneel en het uitzicht van je dak blijft behouden. Een zonnedakpan biedt veel voordelen. Om te beginnen is ze veel lichter dan een zonnepaneel (voor hetzelfde rendement). De pannen hebben afkoelingskanalen zodat ze niet vervormen door de hitte. De gerecupereerde warmte kan gebruikt worden voor vloerverwarming om bijvoorbeeld je keuken of badkamer te verwarmen. Een gezin kan via dit systeem tot 15% op zijn energiefactuur besparen.” Omdat ze niet veel wegen, kunnen ze op elk type gebinte geplaatst worden, zowel op een oud als een nieuw dak. Een zonnedakpan is geschikt voor nieuwbouw en voor renovatiewoningen. 8 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV Elektrische specificaties van een volledig zonnepaneel. - Nominale vermogen : 12,5 Wp Spanning bij nominaal vermogen Ump: 5,3 V Stroom bij nominaal vermogen Imp: 2,36 A Open klemspanning Uoc: 6,475 V Kortsluitstroom Isc: 2,475 A Temperatuurcoëfficiënt spanning (Uoc ) % /K : -0,329 %/K Temperatuurcoëfficiënt stroom (Isc) % /K : +0,043 %/K Temperatuurcoëfficiënt vermogen (Pm ) % /K = -0,42 %/K Maximale systeemspanning : 600 VDC (conform IEC61215 en IEC61730) Waarde zekering bij serieschakeling : maximaal 5 A (DC) Bypassdiode : 5 A 9 RTC 3.2. Project zonnetrailer, didactische installatie PV 10 Bypass diodes Wat zijn bypass diodes en waarvoor dienen ze. Een zonnepaneel bestaat uit verschillende zonnecellen. Wanneer op alle zonnecellen evenveel zonlicht valt, produceren ze allemaal even veel stroom. Wanneer enkele zonnecellen in de schaduw vallen van bijvoorbeeld een schoorsteen, dan produceren deze cellen minder stroom. Maar de stroom van de zonnecellen waar wel het zonlicht op valt, moet nog wel door deze beschaduwde, minder actieve zonnecellen. De stroom die hierdoor gedwongen wordt "geduwd", zorgt ervoor dat de beschaduwde zonnecellen erg gaan opwarmen. Dit is een "Hot Spot". Dit kan de zonnecellen beschadigen, of zelfs de glasplaat van de panelen vervormen of doen barsten. Om dit te voorkomen, worden er bypass diodes in een zonnepaneel ingebouwd. Wanneer er zonnecellen zijn die minder energie produceren, wordt de stroom die door deze cellen moet via een bypass diodes omgeleid. Zo wordt het paneel beschermd wanneer er op een stuk schaduw valt. Doordat het paneel meerdere "bypass zones" heeft, gaat de elektriciteit van de zonnecellen die wel nog zonlicht krijgen niet verloren. In deze schematische afbeelding wordt het principe afgebeeld, hier met een zonnepaneel met 2 bypass diodes. RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV In fig. 1 valt er zonlicht op het hele paneel. De 2 diodes blijven gesloten. In fig. 2 valt er schaduw op de rechterkant. De rechter diode stelt zich open en leidt de stroom (afkomstig van andere panelen) om. 11 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV Bypasdiode. 12 RTC 3.3. Project zonnetrailer, didactische installatie PV 13 Omvormer Een omvormer voor zonne-energie is een omvormer die gelijkstroom afkomstig van zonnepanelen omzet naar wisselstroom of wisselspanning. Bij netgekoppelde omvormers (gekoppeld aan het lichtnet) is dit wisselstroom. Bij stand-alone omvormers die een eigen net voorzien van elektriciteit is dit wisselspanning. Deze laatste (dus voor Off-grid) slaan hun teveel aan energie op in batterijen of accu's. Er zijn omvormers van de volgende typen: Paneelomvormer Elk zonnepaneel heeft haar eigen omvormer String-omvormer Een string van panelen heeft een omvormer Multi-string omvormer Meerdere strings van panelen zijn aangesloten op een omvormer PV-centrale omvormer Deze omvormer kan de stroom van een zonne-energie centrale omzetten in netspanning. Dit type omvormer heeft het formaat van een middelgrote tot een grote koelkast Hybrideomvormer Meerdere typen omvormers vallen in deze klasse. Zo kan deze omvormer geschikt zijn voor opslag van energie of kan er naast zonne-energie ook energie vanuit een windturbine ingevoerd worden. Het vermogen van een omvormer kan lopen van een paneelomvormer van 300 tot 15.000 Wp voor een pv-centrale. Hoewel de gemiddelde levensduur van omvormers door technologische vooruitgang toegenomen is, gaat een omvormer vaak niet langer mee dan 12-15 jaar. Dit is ongeveer de helft van de levensduur van zonnepanelen. In de didactische installatie worden er twee string - omvormers gebruikt. RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 14 Steca Grid 300 MC4 Details De mini string omvormers van Steca zijn zeer geschikt voor kleinere systemen. De zonnepanelen zijn makkelijk zelf aan te sluiten op de omvormer en de omvormer kan zo in het stopcontact worden gestoken. Dynamische MPP tracker De StecaGrid omvormers zijn uitgerust met een dynamische MPP tracker waardoor altijd een extreem hoog rendement bereikt wordt. De omvormers kennen geen beperkingen met betrekking tot het aansluiten van het soort zonnepaneel (silicium, amorf silicium of thin-film technologie, enz.) en zorgen altijd voor optimale prestaties van uw zonnesysteem. Ingangsbereik Met het spanningsbereik van 45 tot 100V DC en het stroombereik van 5 Ampere kunnen zo goed als alle zonnepanelen worden aangesloten. RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV Algemene specificaties Maximum DC-vermogen: Maxmimum AC-vermogen Maximum DC stroombereik: Aantal strings: Maximum efficiency: Europese efficiency: Afmetingen: Gewicht: Veiligheidsklasse: Beschermingsgraad: Werktemperatuur 320 W 300 W 5A 1 94,8% 93,4% 176 x 243 x 71 mm 1,4 kg Klasse 1 IP 20 (geschikt voor binnenshuis) -20 °C tot 45 °C Technische specificaties Maximaal vermogen @ 25 °C: 500 watt PV Vermogen: 100 - 380 wattp MPP spanning: 45 - 100 V Netspanning AC: 230 V Maximale stroom: 1,5 A Product specificaties AC-Vermogen Stroomaansluiting Fabrikant < 1.000 Watt 1 fase Steca 15 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 16 3.4 Kast met DC zekeringen ondergebracht in een scheider Smeltzekering van 6A gG, 500V Legrand Beide strings ( 6 x 4 pannen ) zijn afzonderlijk verzekerd voor de aansluiting aan de omvormer. Een smeltveiligheid beschermt de bedrading van elektrische installaties tegen schade door te hoge elektrische stromen. Smeltveiligheden komen voor in elektrische apparatuur, in voer- en vaartuigen, en in de elektrische installatie van gebouwen, hoewel deze laatste tegenwoordig steeds meer tegen overstroom beveiligd worden met installatieautomaten. Smeltveiligheid is de formele naam voor een elektrische zekering in de volksmond ook wel stop of plon (Vlaanderen) genoemd, zoals die bijvoorbeeld in verdeelinrichtingen wordt toegepast, in woningen ook (enigszins verouderd) stoppenkast genoemd. RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 17 3.5 Kwh meter en vermogenschakelaar (automaat) Automatenkast met vermogenschakelaar (automaat) en kwh meter voor het meten van de geproduceerde energie. Om de teller te doen werken moeten we de installatie aan het net koppelen. Als beveiliging naar het net toe wordt er een automaat van 16A/2P geplaatst. De verbinding van de installatie naar het net gebeurd via een monofasige stekker. RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 18 3.6 Didactisch schakelpaneel 12,5Wp 5,3V 12,5Wp 5,3V 12,5Wp 5,3V 12,5Wp 5,3V + 12 + 11 + 10 +9 +8 +7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 - 12 - 11 - 10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 SCHAKELPANEEL Paneel : Nominale vermogen : 12,5Wp Spanning bij nominaal vermogen Ump : 5,3V Stroom bij nominaal vermogen Imp : 2,36A RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 3.7 Eéndraadschema zonnepan zonnepan 6x4 6x4 2 6A DC 2 6A STECA GRID 300 MC4 DC AC AC kWh 25A 1fase meter 16 A 2 P. STECA GRID 300 MC4 19 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 20 4. Aandachtspunten en praktische tips bij opstellen van zonnepanelen. 4.1 Algemeen 4.2 Specifiek voor ideaal gebruik van de didactische opstelling. De kar met het dak opstellen naar het zuiden om maximaal opbrengst te generen. Maak gebruik van een kompas om de kar te plaatsen. RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 21 5. Theoretische voorbeschouwing. Zonnepanelen kunnen op twee manieren worden aangesloten aan het elektriciteitsnet. Zonnepanelen kunnen ofwel in serie geschakeld worden, ofwel in parallel. Of zonnepanelen in serie of in parallel geschakeld zijn, zal een invloed hebben op het rendement van de zonnepanelen. Serie Wanneer zonnepanelen in serie geschakeld worden, zijn de zonnepanelen als het ware in een ketting aan elkaar geschakeld. Het spreekwoord zegt dat de ketting maar zo sterk is als de zwakste schakel. Dat is ook in dit geval zo. Indien een zonnepaneel minder rendement haalt, doordat er bijvoorbeeld schaduw op valt, zal dit gevolgen hebben voor het rendement van de hele schakel. Door zonnepanelen in serie te schakelen maak je eigenlijk één groot zonnepaneel, wat we solar array noemen. Parallel Zonnepanelen die in parallel geschakeld worden, zijn ze als het ware naast elkaar geschakeld. In dit geval zal één minder presterend zonnepaneel geen effect hebben op het rendement van de hele installatie van zonnepanelen. Parallel geschakelde zonnepanelen worden elk afzonderlijk aan de omvormer geschakeld. Dit wordt gedaan om de ingaande voltage aan de omvormer te beperken. Anderzijds heb je niet het gevaar dat één minder presterend zonnepaneel je hele rendement naar beneden haalt. Besluit Het beste is om een combinatie van de twee te maken. Je kan verschillende groepjes zonnepanelen in serie schakelen en vervolgens met andere groepjes zonnepanelen in parallel aan de omvormer aansluiten. Op die manier zullen verschillende groepjes zonnepanelen met voldoende voltage elk worden aangesloten op de omvormer, en heb je niet het gevaar dat één enkel zonnepaneel je hele rendement naar beneden haalt. RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 22 5.1 Berekening te verwachten dc spanning en stroom bij in serie geschakelde panelen. 5.1.1 Spanning en stroom uit 1 rij in serie geschakelde panelen. Test 5.1.2 Spanning en stroom uit 2 rijen in serie geschakelde panelen. 5.1.3 Spanning en stroom uit 3 rijen in serie geschakelde panelen. 5.1.4 Spanning en stroom uit 4 rijen in serie geschakelde panelen. RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 5.1.5 Besluit Test 5.1.6 Praktische wenken en nuttige info. 23 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 5.2 Berekening te verwachten spanning en stroom bij parallel schaken van rijen panelen. 5.2.1 Spanning en stroom bij 2 rijen parallel geschakeld. Test 5.2.2 Spanning en stroom bij 4 rijen parallel geschakeld. 5.2.3 Spanning en stroom bij 6 rijen parallel geschakeld. 5.2.4 Spanning en stroom bij alle 12 rijen parallel geschakeld. 24 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 5.2.5 Besluiten. 5.2.6 Praktische wenken en nuttige info 25 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 6 Praktische proeven. 6.1 Meten van Dc spanning per rij. 6.1.1 Spanning en stroom uit 1 rij in serie geschakelde panelen. Test 6.1.2 Spanning en stroom uit 2 rijen in serie geschakelde panelen. 6.1.3 Spanning en stroom uit 3 rijen in serie geschakelde panelen. 6.1.4 Spanning en stroom uit 4 rijen in serie geschakelde panelen. 26 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 6.1.5 Besluit 27 RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 28 7.Het rendement van zonnepanelen Het rendement van zonnepanelen Het rendement van zonnepanelen is afhankelijk van een groot aantal factoren. Hetzelfde paneel kan daarom op de ene plaats betere prestaties leveren dan op een andere plaats. Dit levert voor de industrie een probleem op; hoe druk je het vermogen van een zonnepaneel uit? De oplossing heeft men gezocht in de eenheid wattpiek (Wp). Het vermogen van zonnepanelen wordt nagenoeg altijd uitgedrukt in deze eenheid, die het vermogen van het zonnepaneel onder ideale omstandigheden (25°C bij 1000W/m2 lichtintensiteit) weergeeft. In de praktijk zult u deze omstandigheden helaas nooit halen, omdat Belgie eenmaal geen zonnig land is. U kunt echter wel degelijk dingen doen om óók in Belgie het maximaal haalbare uit uw zonnepanelen te halen. Hier bespreken we diverse factoren die van invloed zijn op de opbrengst van de panelen. 7.1 De intensiteit van de zon De eerste is wellicht overduidelijk . Hoe feller de zon schijnt, hoe beter een zonnepaneel zijn werk kan doen. Het is om deze reden dat een zonnepaneel vooral in de lente en zomer goed tot zijn recht komt. Omdat de zon in de herfst en winter minder krachtig is, worden er minder vrije elektronen en gaten gecreëerd (zie zonnecellen en halfgeleiders), waardoor de stroomsterkte in de stroomkring afneemt. Bij een goed geïnstalleerde zonnecel die weinig hinder ondervindt van weerstanden (zie de volgende paragraaf), blijft de spanning ongeveer op hetzelfde niveau, waardoor de afname in vermogen relatief beperkt blijft. 7.2 De weerstand van de stroomkring Als u uw PV-systeem als losstaand systeem gebruikt (dus niet gekoppeld aan het net), dan is het van belang de weerstand van de stroomkring zo laag mogelijk te houden. Aangezien weerstand via de wet van ohm direct van invloed is op de spanning en stroomsterkte, zullen deze twee factoren met de weerstand mee veranderen. Het nadeel hiervan, is dat de zonnecellen op een spanning-stroomsterktepunt gaan werken dat afwijkt van het ideale maximum power point. Met verder toenemende weerstand gaat de zonnecel zich eigenlijk steeds meer als een Ohmse weerstand gedragen (zie grafiek). In duidelijk Nederlands: de totale opbrengst van een zonnecel daalt met toename van de weerstand van de stroomkring. RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 29 In deze grafiek is overduidelijk zichtbaar wat het effect van toenemende weerstand op de I-V curve van een zonnecel is. De spanning behorend bij een bepaalde opgewekte stroomsterkte daalt, waardoor de totale opbrengst (P=V*I, of P=V^2/R) ook lager is. 7.3 Schaduwval Ook voor zonnepanelen geldt, dat de spreekwoordelijke ketting zo sterk is als de zwakste schakel. Met name als zowel de zonnecellen als de zonnepanelen in serie geschakeld zijn gaat deze stelling op. Omdat serieel geschakelde zonnecellen op de stroomsterkte van de laagste cel werken, kan het zo zijn dat een enkele beschaduwde cel de opbrengst van het hele systeem omlaag haalt. Het alternatief, parallel schakelen, is in een dergelijke situatie vaak onmogelijk omdat de omvormer op een bepaalde spanning is berekend. Gelukkig zijn de zonnepanelen van de meeste PV-systemen voor een groot deel parallel geschakeld, omdat zonnepanelen vaak zelf al 12V of 24V leveren. Houd bij plaatsing van zonnepanelen hoe dan ook rekening met bijvoorbeeld gebouwen, bomen, schoorstenen en balkons. 7.4 Het materiaal van de zonnecel Niet iedere zonnecel is hetzelfde; cellen kunnen van verschillende materialen gemaakt zijn, die ieder hun voor- en nadelen hebben. De meeste huidige zonnepanelen zijn gebaseerd op monokristallijn, dan wel polykristallijn silicium. Cellen op basis van monokristallijn silicium zijn duurder, maar bieden een hoger rendement dan polykristallijne zonnecellen. Dunne-film zonnecellen op basis van amorf silicium, zware metalen en / of organische bestanddelen zijn voor de commerciële markt RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 30 nog niet interessant genoeg. De laatste jaren worden echter grote vooruitgangen geboekt in het onderzoek naar de toepassing van organische polymeren. De verwachting is dan ook dat het dunne-film zonnepaneel het straatbeeld langzaam maar zeker zal gaan domineren. 7.5 Temperatuur Veel mensen denken dat een zonnepaneel bij hoge temperaturen beter presteert. Het omgekeerde is echter waar. Omdat de geleidbaarheid van halfgeleiders bij toenemende temperatuur toeneemt (de elektronen worden mobieler), wordt het makkelijker voor elektronen om gaten elders in het materiaal weer op te vullen. Omdat dit de elektrische balans in de cel verbetert, valt het elektrische veld bij de grenslaag weg, waardoor de lading niet meer goed gescheiden kan blijven. Het resultaat is een dalende spanning tussen de twee lagen. Dit effect wordt in onderstaande figuur geïllustreerd. Het effect van temperatuur op de I-V curve van een zonnecel. Uit deze grafiek kunnen we afleiden dat de opbrengst van een zonnecel daalt met toenemende temperatuur. De stroomsterkte stijgt wel door de toenemende mobiliteit van de elektronen, maar de toename is dusdanig gering, dat deze nauwelijks merkbaar is. De opbrengst van zonnepanelen (in wattpiek) is bepaald bij een temperatuur van 25°C. Op een warme zomerdag kan een zonnepaneel echter gerust 65 graden heet worden; een temperatuur waarbij u zo’n 20% opbrengst inlevert (ruwweg 0,5% per graad celcius boven de 25°C). Het is dus van belang zonnepanelen zo koel mogelijk te houden. Hoewel dit uiteraard niet altijd even goed mogelijk is, is het van belang in ieder geval de passieve koeling goed op orde te hebben. Installeer de zonnepanelen niet te dicht op elkaar en zorg ervoor dat de wind, naast RTC Project zonnetrailer, didactische installatie PV 31 tussen de panelen door, ook onder de panelen door kan waaien. Een zonnepaneel presteert eigenlijk op zijn best tijdens een zonnige zomerdag mét een koele wind die de panelen koel houdt. Met name in warmere landen is het van belang te kiezen voor een zonnepaneel met een lage temperatuurcoefficient. Deze waarde geeft de gevoeligheid van het zonnepaneel voor temperatuurvariaties weer; hoe lager, hoe beter. In Belgie maakt het nauwelijks uit, maar een zonnepaneel op basis van monokristallijn silicium presteert met 0,4%/°C net iets beter dan een zonnepaneel op basis van polykristallijn silicium (-0,5%/°C). Wat in de toekomst wél uit gaat maken, is het feit dat zonnecellen op basis van amorf silicium een gevoeligheid hebben van slechts -0,15 tot -0,25 %/°C.
